Diasumsikan oleh kebanyakan orang  evolusi memungkinkan perubahan biologis yang hampir tak terbatas. Namun, beberapa pengamatan sederhana akan memberi tahu kita  memang ada batasan untuk berubah. Tentu saja keberadaan konvergensi di mana-mana menunjukkan  perubahan biologis tidak terbatas karena solusi tertentu tiba-tiba muncul. Tampaknya ada begitu banyak cara sehingga organisme dapat mendorong dirinya sendiri melalui air di darat atau melalui udara. Sayap serangga, burung dan kelelawar, meskipun tidak berhubungan secara leluhur semuanya menunjukkan kesamaan desain tertentu. Paling tidak, berbagai parameter fisik membatasi perubahan biologis dan adaptasi. Jadi tentu saja ada kendala fisik, tetapi bagaimana dengan kendala biologis; Â
Darwin sangat mengandalkan analoginya dengan seleksi buatan sebagai bukti seleksi alam. Darwin menjadi peternak burung merpati yang terampil dan dia dengan jelas menyadari  hampir semua sifat yang dapat diidentifikasi dapat ditekankan atau dikurangi, baik itu skema warna bulu, panjang ekor, atau ukuran burung itu sendiri. Darwin beralasan  seleksi alam dapat mencapai hal yang sama. Itu hanya akan membutuhkan lebih banyak waktu.
Tetapi seleksi buatan telah terbukti sebaliknya. Meskipun mereka biasanya memiliki beberapa variabilitas, selalu ada batas untuk setiap sifat dasarnya. Apakah organisme itu mawar, anjing, merpati, kuda, ternak, kandungan protein dalam jagung, kadar gula dalam pemilihan bit tentu mungkin. Tetapi semua kualitas yang dipilih akhirnya gagal. Ayam tidak menghasilkan telur silindris. Kami tidak dapat menghasilkan buah plum seukuran kacang polong atau jeruk bali. Ada batasan seberapa jauh kita bisa melangkah. Beberapa orang tumbuh setinggi tujuh kaki, dan beberapa tumbuh tidak lebih tinggi dari tiga; tetapi tidak ada yang lebih dari dua belas kaki atau di bawah dua. Ada batasan untuk berubah.
Seharusnya itu menjadi pelajaran ketika kita harus menunggu tahun 1950-an, hampir 100 tahun setelah penerbitan Origin of Species, untuk kasus dokumen seleksi alam. Cerita dimulai dengan pengamatan  sebelum revolusi industri, koleksi ngengat Britania Raya berisi varietas yang dibumbui, ngengat berwarna terang, tetapi berbintik-bintik. Dengan meningkatnya polusi industri, bentuk gelap atau varietas melan menjadi lebih umum. Ketika kontrol lingkungan diberlakukan, tingkat polusi menurun dan varietas yang dibumbui menjadi kuat kembali.
Tampaknya ketika polusi meningkat, lumut pada pohon mati dan kulit kayu menjadi menghitam. Varietas lada yang sebelumnya disamarkan sekarang mencolok dan bentuk melanik yang sebelumnya mencolok kini disamarkan. Burung dapat lebih mudah melihat varietas yang mencolok dan kedua bentuk berubah frekuensinya tergantung pada kondisi di sekitarnya. Ini adalah seleksi alam di tempat kerja.
Selalu ada beberapa masalah dengan cerita standar ini. Apa yang sebenarnya ditunjukkannya;  Pertama, bentuk melanik selalu dalam populasi hanya pada frekuensi yang sangat rendah. Jadi kita mulai dengan dua jenis ngengat yang dibumbui dan kita masih memiliki dua bentuk. Frekuensi berubah tetapi tidak ada yang baru telah ditambahkan ke populasi. Kedua, kita benar-benar tidak tahu genetika dari melanisme industri pada ngengat ini. Kami tidak memiliki penjelasan terperinci tentang bagaimana kedua bentuk dihasilkan. Dan ketiga, dalam beberapa populasi, frekuensi kedua ngengat itu berubah apakah ada perubahan yang sesuai pada kulit pohon atau tidak. Satu-satunya faktor yang konsisten adalah polusi. Contoh evolusi yang paling terkenal dalam aksi direduksi menjadi catatan kaki belaka. Mengenai perubahan  adalah  "Dari waktu ke waktu evolusionis memeriksa kembali sebuah studi eksperimental klasik dan menemukan, dengan ngeri mereka, apakah itu cacat atau benar-benar salah."
Bahkan kutilang terkenal Darwin dari Kepulauan Galapagos memberi tahu kita sedikit tentang evolusi skala besar. Tiga belas spesies kutilang di Galapagos menunjukkan variasi halus dalam ukuran dan bentuk paruh mereka berdasarkan sumber makanan utama dari spesies finch tertentu.    Sementara kutilang memang menunjukkan perubahan dari waktu ke waktu sebagai respons terhadap faktor lingkungan, karenanya seleksi alam, perubahannya dapat dibalikkan! Finch tanah (enam spesies) melakukan kawin silang di alam liar dan ukuran dan bentuk paruh mereka akan sedikit bervariasi tergantung pada apakah tahun itu basah atau kering (bervariasi ukuran benih yang dihasilkan) dan kembali kembali ketika kondisinya terbalik. Tidak ada perubahan arah. Bahkan mungkin  ketiga belas spesies lebih seperti 6-7 spesies karena hibrida terbentuk dengan begitu mudah, terutama di antara kutilang tanah, dan bertahan hidup dengan cukup baik. Sekali lagi, di mana evolusi yang sebenarnya; Â
Ada banyak contoh lain yang terdokumentasi tentang seleksi alam yang beroperasi di alam liar. Mereka semua menunjukkan  perubahan terbatas adalah mungkin, tetapi ada batas untuk berubah. Tidak ada yang mempertanyakan realitas seleksi alam. Masalah sebenarnya adalah  contoh-contoh seperti ngengat merica dan kutilang Darwin tidak memberi tahu kita tentang evolusi.
Tetapi refrain yang didengar dari para evolusionis adalah, tentu saja, seleksi alam tidak cukup tanpa sumber variasi yang berkelanjutan. Dalam Sintesis Neo-Darwinian, mutasi dari segala jenis mengisi peran itu. Mutasi ini jatuh ke dalam dua kategori utama, mutasi ke gen struktural dan mutasi ke gen perkembangan. Saya akan mendefinisikan gen struktural sebagai gen yang mengkode protein yang melakukan fungsi pemeliharaan, metabolisme, dukungan, atau khusus dalam sel. Gen perkembangan memengaruhi tugas spesifik dalam perkembangan embriologis dan karenanya dapat mengubah morfologi atau penampilan aktual suatu organisme
Sebagian besar studi evolusi berfokus pada mutasi pada gen struktural. Tetapi agar perubahan skala besar terjadi, mutasi pada gen perkembangan harus dieksplorasi. Seperti yang ditulis Scott Gilbert, "Oleh karena itu, untuk mempelajari perubahan besar dalam evolusi, ahli biologi perlu mencari perubahan dalam gen pengatur yang membuat embrio, bukan hanya pada gen struktural yang memberikan kesesuaian dalam populasi." Kita akan kembali ke ini mutasi perkembangan sedikit kemudian.
Sebagian besar contoh yang kita miliki tentang mutasi yang menghasilkan perubahan evolusioner melibatkan gen struktural. Contoh paling umum dari jenis mutasi yang menghasilkan perubahan evolusioner yang signifikan ini melibatkan resistensi antibiotik mikroba. Sejak diperkenalkannya penisilin selama Perang Dunia II, penggunaan antibiotik telah menjamur. Yang mengejutkan banyak orang, bakteri ditemukan memiliki kemampuan luar biasa untuk menjadi kebal terhadap antibiotik ini. Ini telah diucapkan jauh dan luas sebagai bukti nyata  perjuangan alam untuk menghasilkan hasil dalam perubahan genetik.
